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空中霸主

2009-11-09许汉奎

科学大众(中学) 2009年9期
关键词:类动物距今翼龙

许汉奎

众所周知,会飞的动物有4类:即昆虫、翼龙、鸟类和蝙蝠。后三者分别为脊椎类动物的爬行类、鸟类和哺乳类。翼龙不属于恐龙类,尽管它也在6 500万年时与恐龙一起灭绝了。由于翼龙化石少,因此人们对它了解甚少。第一块翼龙化石是1 784年意大利人科利尼在德国巴伐利亚省一处灰岩中发现的,化石保存很好。科利尼是德国一博物馆研究员,但却一直无法确定它到底是属于什么动物,最后只好求助当时的古生物学权威——法国巴黎自然博物馆的居维叶。居维叶凭着渊博的知识和解剖学功底,最终确定这是一种之前未曾见过的、会飞的爬行类动物,并命名为翼手龙。后来在欧洲、北美、南美、非洲、亚洲和大洋洲也陆续发现这类化石,尤其是中国的发现,才逐步揭开这一奇特动物的神秘面纱。

奇特的飞行者

翼龙之所以奇特,主要表现在以下几点:

1.奇怪的翅膀。翼龙的前肢为了飞行变得长且强有力。更奇特的是前肢虽也有5个指头,但第1至第3个指头有些退化,只能起到一点抓握作用;第5个指头完全退化了,只有第4个指头变得又粗又长,而且4节指头都与皮膜相连,使得前肢与身体相连的皮膜大大延长和扩大了,更便于飞行。这使人们想起了蝙蝠,它也是前肢与身体的皮膜相连而形威特别的翅膀。但它与蝙蝠不同的是,蝙蝠前肢的5个指头都较长,而且都与皮膜相连,形成皮膜的骨架。这使皮膜更牢固、更便于飞行了,所以像翼龙仅靠一张没有骨架的皮膜进行飞行确实很特别。

2,巨大的头。空中飞行必须克服空气的阻力,因此头部不宜过大,而翼龙的头却相当的大,有的甚至比身体还大,而且嘴又长又大,和鱼龙的嘴很接近。尽管翼龙的骨骼、包括头部都是中空,以减少身体质量。但为何有如此巨大的头却令人费解。不过如此长而大的嘴却很适合捕食鱼类。

3.爬行类中的另类。翼龙最初归于爬行类的依据并不是很多,可喜的是中国科学院古脊椎动物与古人类研究的学者,在辽宁西部的义县发现了世界上首枚翼龙蛋化石,这太稀有了。特别是蛋内胚胎的发育很好,他们经过仔细研究后并把它复原。此研究论文寄到世界上最权威的《自然》杂志编辑部,编辑看后非常兴奋。因为它填补了翼龙发育史上的空白,证明了翼龙确实属于爬行类动物。爬行类动物是变温动物,它们的新陈代谢很缓慢,行动也较迟缓。在冬天气温低时,它们的血是冷的,所以只能躲在洞里像蛇、乌龟冬眠一样。翼龙显然和一般爬行类不同。虽然有些人认为翼龙不同于鸟类,因它的皮膜翅膀只适于滑翔,而并非真正的飞行。但越来越多的证据说明它确实是飞行者,因为它们一般都生活在海边或湖边,以鱼类为生,甚至可潜入水里捕食生长于底层的海百合、海胆等(在有些翼龙的胃里发现有这类动物的残骸)。当然,作为皮膜的大翅膀长距离飞行是不行的,但翱翔于天空,一遇猎物马上俯冲下去,捉到猎物后又从水中跃然升起还是绰绰有余的。除此,近年来在中亚哈萨克地区发现的翼龙化石,其表面上覆盖有6毫米长的毛发,以及在辽宁西部发现许多翼龙化石的身上,有清晰的细毛结构,这些都充分说明翼龙是恒温动物,所以它们需要身上的细毛来保温。但它与鸟类也有显著不同,故翼龙只能是爬行类中的另类。

4,奇特的习性。由于翼龙的头很大,前肢又长又粗,皮膜又大又重,与此相反,其后肢较细弱,因此它不可能像鸟一样,利用后肢站立在树枝或岩石上,而只能用后肢将自己悬挂起来。这和蝙蝠完全相同。至于它是否与蝙蝠一样利用超声波夜间觅食却不得而知。

空中霸主

翼龙出现的年代比恐龙稍晚,虽在距今2亿年前出现了,但所见化石大都在2亿年后。到目前为止全世界共发现120种翼龙,它们分别属于3个亚目:①喙头亚目。这类较原始,一般头骨较大而重,身小,尾巴长,嘴内牙齿发育,生活时代多为距今2~1.45亿年的侏罗纪:②翼手龙亚目。这类较进化,其头骨愈合较好、较轻、尾巴短、齿开始退化了,有些甚至像鸟一样成为角质喙而无齿,大小变化很大,大者如产于美国和墨西哥交界的翼龙,其翼展竟达12米,与~架战斗机相当,体重达200多千克。而世界最大的鸟类鸵鸟也就100多千克,而且它还飞不起来。相比之下,翼龙确实是个庞然大物。它为何长得如此大呢?这显然与它没有天敌,吃的又是富有营养的鱼类有关:而最小的翼龙,它们身长仅10几厘米。它们的时代从距今2亿~6 500万年的侏罗纪一白垩纪;③准格尔龙亚目。它属于更进化的翼龙类,其脊椎多愈合,尾短,更便于飞行,嘴前部牙齿均已退化,时代也仅限于距今1.45亿年至6 500万年的白垩纪。

翼龙比鸟类早出现近7 000万年,所以当时空中除了昆虫就是翼龙了。即便到了白垩纪鸟类出现了,它也远比不上翼龙。所以翼龙在世时,是当之无愧的空中霸主。有人甚至认为它们可攻击和吃陆地上小的霸王龙,足见其凶猛。

飞行进化之谜

人类一直梦想能像鸟儿自由飞翔在天空。古希腊传说中就有著名建筑师和雕刻师代达罗斯用自己制造的翅膀成功地飞离了克里特岛,故事虽然动人但那却只是神话而已,只要了解一下动物是如何飞起来,也就明白了。

最早会飞的是昆虫,但当昆虫在距今约4亿年的泥盆纪由海里进军到陆地时,它们也是不会飞的,都是属于无翅类,以后才从胸壁长出了小而短的翅。那时充其量也只能是后肢一跳,然后滑翔一小段距离而已。尽管如此,它已前进一大步了,大大便于捕食和躲避敌害。而到了有较完善的翅膀,能飞较长的距离时,已是到了距今3.2亿年的石炭纪中晚期。当然,由于昆虫化石很少,所以它们是如何由无翅进化到有翅,还不是很清楚。但可以肯定那是一个很漫长的过程。

鸟类是由小型恐龙进化而来。由于辽宁西部义县一带发现了震惊世界的长毛、长羽毛的小型恐龙而被证实了。故事争论的焦点已转移到会飞的鸟类究竟是由树栖型的恐龙,具有滑翔能力,而后一步步进化而来的呢?还是地栖型的恐龙,在快速奔跑、跳跃、滑翔过程中,进化的结果?这问题我在本刊2005年7/8合刊的《鸟类起源之争》一文中已提到。其结果是,竟然在我国两种类型都有其代表。这也说明鸟类会飞也是经过长期进化的结果,而且也是从滑翔进化到会飞。

有越来越多的资料表明,翼龙可能是由会滑翔的蜥蜴类进化而来。如在非洲马达加斯加,在距今2.4亿年的三叠纪,也就是在翼龙出现之前,就存在一种会滑翔的蜥蜴,叫始虚骨龙,它的皮膜翼展可达30厘米。在美国、英国也发现一些年代在距今2.2亿年三叠纪晚期会滑翔的蜥蜴,它们与翼龙出现的年代也很接近了。从会飞翔的爬行类蜥蜴,进化为会飞的翼龙,这似乎在情理之中。但问题是这类蜥蜴和翼龙区别很大,这类蜥蜴身

体都有很长的肋骨用来支持皮膜,使它能进行滑翔,这显然与翼龙不靠肋骨与皮膜相连是完全不同的。另外这类蜥蜴不长毛,是属于变温动物,与翼龙也相去甚远。其他方面如外形、四肢的情况均与翼龙无共同之处,所以翼龙是由何种爬行类进化而来,迄今还是个谜。

令人惊奇的是,在翼龙灭绝1 000多万年后,也就是距今5 500万年时,地球又出现了与翼龙很相近的蝙蝠类动物,它们虽然个体都较小,也没有巨大的头和长的嘴,但身上也覆盖细的毛,皮膜的翅膀也相似,很多习性也相同……就像历史的重演似的;而且这类小型的哺乳类是由何种动物进化而来,迄今也是个谜。当然小型哺乳动物中,也不乏具有皮膜会滑翔者,但毕竟与蝙蝠类动物也还是有显著的区别,就像翼龙与会滑翔的蜥蜴一样,有明显不同。譬如1983年,我陪德国几个外宾在广西南部考察时,有一天上午在路上,偶遇一农民在卖两只“飞狐”和“鸡”。“飞狐”身子较长,大约30厘米,尾巴20多厘米,腿较短,每条腿有5个利爪,头不大,像狐狸,脖子短,全身披棕色细毛,重约1.5~2.0千克,嘴有牙齿,奇怪的是前、后腿和身体侧面均有皮膜相连。农民说这种动物多呆在树上吃野果和虫子,行动很敏捷,而且可以从一棵树上滑翔到另一棵树上,所以很难捉到。外宾从未见过这种动物,很感兴趣,立即买了一只带回住地,并请老乡把它杀了,皮剥下来,整只放在水里煮。老乡说这动物有臭味,不好吃。外宾说我们不吃,只要它的皮和骨头。原来外宾是要它的骨架和皮做标本。据说这种动物在广西较多,并不罕见。蝙蝠会不会由这类有皮膜会滑翔的小型哺乳动物进化而来?由于它与蝙蝠区别也很大,因此,与翼龙一样,这也只能是未解之谜。

翼龙王国的覆灭

翼龙统治天空达1.5亿多年。在这漫长的历史长河中,它们也在不断进化。如头骨、脊椎骨逐渐愈合,尾巴变短,牙齿逐渐退化,甚至形成角质喙……这些都便于飞行和捕食,与鸟类的进化确有异曲同工之妙。鸟刚从恐龙进化而来时,嘴巴也有牙齿,头骨愈合也差,有长的尾巴……后来才进化头骨愈合好,嘴变成没有牙齿的喙,尾巴也没有了。尽管如此,它们仍没能逃脱灭绝的命运。

翼龙与恐龙是同时灭绝的,灭绝的原因很多。但最重要的原因可能是发生在距今1.4亿年至6 500万年间的白垩纪。当时由于泛大陆的解体,造成几千万年断断续续的火山喷发。火山喷出的有毒气体和粉尘,严重地污染环境,加上气候干燥,使得翼龙、恐龙的生存环境越来越恶化,所以我国在新疆、浙江、辽宁发现的翼龙都是在这一时期,发现大量的恐龙蛋也是在这一时期。当然,为何在6 500万年这一时间同时灭绝,确实与当时有一个直径达10千米的行星撞击地球有关,撞击地点就在墨西哥湾的尤卡坦半岛。在那里地下1千米处有一直径达180千米的陨石坑,10千米直径的陨石坑多达20个。据估计,撞击的能量相当于50亿倍广岛原子弹的能量。这足以使千亿吨计的尘埃抛至高空,造成遮天蔽日,植物光合作用停止长达6个月,持续低温达10年。本来由于环境恶化,翼龙、恐龙等生存已岌岌可危,现加上这最后一击,终于使它们从地球上消失了,翼龙王国也就此覆灭了。

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